擠壓成形是一種無(wú)屑成形的先進(jìn)制造技術(shù)之一，它具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點(diǎn)。型腔內(nèi)曲面為阿基米德螺線型花瓣的超越離合器齒輪，是工程機(jī)械上一種常用零件，在實(shí)際生產(chǎn)中需求量很大，但壁厚不均勻，機(jī)械切削加工難度很大，有采用機(jī)加工與焊接相結(jié)合的工藝方法，這樣不但費(fèi)時(shí)費(fèi)料，加工成本高，且強(qiáng)度低、整體精度差，滿足不了日益提高的綜合性能的要求，而采用擠壓成形工藝能較好的解決此問(wèn)題。超越離合器齒輪(圖1)的擠壓成形符合復(fù)雜杯一桿復(fù)合擠壓成形的工藝特征，根據(jù)金屬的流動(dòng)試驗(yàn)，型腔內(nèi)曲面為阿基米德螺線形花瓣的超越離合器齒輪擠壓的金屬流動(dòng)屬于杯一桿復(fù)合擠壓中的過(guò)渡方式，其流動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，零件擠壓工藝方案的理論分析結(jié)果與實(shí)際的流動(dòng)方式存在差異，容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗。而采用3D 鍛造模擬分析軟件Qform 進(jìn)行數(shù)值模擬能在一定程度上模擬出金屬的流動(dòng)規(guī)律，為設(shè)計(jì)正確的試驗(yàn)工藝方案提供更有力的理論依據(jù)。

零件擠壓成形的工藝設(shè)計(jì)

擠壓零件的工藝性分析

超越離合器齒輪是屬于復(fù)雜杯桿形零件，上型腔內(nèi)曲面為阿基米德螺線形花瓣，壁厚不均勻，容易引起金屬的流動(dòng)不均勻，使擠壓件的形狀畸變，而且超越離合器齒輪中間部分是節(jié)圓直徑為24.5mm 的圓柱齒輪，根據(jù)零件圖要求保證齒輪的上型腔和齒輪同心，所以要把齒輪的內(nèi)型腔和齒輪同時(shí)擠壓成形，因此超越離合器齒輪冷擠工藝屬?gòu)?fù)合擠壓，金屬在壓力作用下呈雙向流動(dòng)。正擠部分金屬流動(dòng)容易，特別是中心部分金屬流動(dòng)速度遠(yuǎn)大于直齒齒頂部分，因此易將直齒齒頂部分拉裂。而正因?yàn)橹行牟糠纸饘傧蛳铝鲃?dòng)速度過(guò)大，又造成了上型腔底部嚴(yán)重缺料，因此上型腔底部處也易產(chǎn)生裂紋。為了減少金屬向下的流量，尤其減少零件心部過(guò)大的向下流量，考慮采用空心的坯料，從而避免直齒齒頂部、上型腔底部?jī)商幰蛉绷隙a(chǎn)生的裂紋。

1.2.2 動(dòng)物分組 所有動(dòng)物飼養(yǎng)于室溫中，自由飲水飲食1周，然后按隨機(jī)數(shù)字法將其分為正常對(duì)照組、慢性支氣管炎模型組、桿努盡煙低劑量組、桿努盡煙高劑量組及桂龍咳喘寧陽(yáng)性藥物組，每組10只。

超越離合器齒輪擠壓件設(shè)計(jì)

在參照超越離合器齒輪零件圖的前提下，為了改善變形條件，降低變形阻力，在臺(tái)階過(guò)渡處設(shè)計(jì)圓角，為了改善金屬流動(dòng)狀況，有利于齒輪部分成形，在

31.5mm 到

28mm 的臺(tái)階采用錐面過(guò)渡，錐角為90°，同時(shí)由于正擠壓成形時(shí)，坯料中心部位的流速大于邊緣部位的流速，所以造成齒輪部分的下端面齒形不飽滿，而且齒輪下面還有個(gè)臺(tái)階，一次成形比較困難，可以采用貫穿擠壓的方法，下半部分全部成形為齒輪，成形后通過(guò)機(jī)加工切成要求的齒輪厚度，擠壓件圖如圖2 所示。

工序設(shè)計(jì)

超越離合器齒輪所用的材料為高強(qiáng)度合金鋼20CrMnTi，其供應(yīng)狀態(tài)強(qiáng)度高、變形抗力大、塑性差，存在加工硬化現(xiàn)象?？梢圆捎?0 鋼作為毛坯材料代替，大大減小成形的變形抗力，由于采用空心毛坯，可以減少制造毛坯的切削量，同時(shí)擠壓成形后，材料的機(jī)械性能大幅度提高，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足零件的性能要求。制定成形工藝流程(圖3)為：下料→制坯→擠壓成形→機(jī)加工→入庫(kù)。

工藝計(jì)算

⑴成形過(guò)程模擬。

缺鐵性貧血在6歲以下的貧血患者中占90%[2],這主要是由于疾病早期并無(wú)特異表現(xiàn),家長(zhǎng)難以察覺(jué)。此疾病與鐵元素吸收障礙、攝入不足等均有直接關(guān)系,機(jī)體可見(jiàn)持續(xù)性鐵元素缺乏,進(jìn)而造成血紅蛋白合成功能下降[3~6],影響細(xì)胞充盈程度,最終引發(fā)小細(xì)胞低色素性貧血,同時(shí),導(dǎo)致紅細(xì)胞體積變化,可見(jiàn)其體積不均勻。地中海貧血?jiǎng)t主要是因珠蛋白肽鏈合成障礙所致,根據(jù)其基因型可分為單純性α地貧、單純性β地貧、αβ復(fù)合型地貧。其中受基因缺陷影響,不同患兒珠蛋白肽鏈也不盡相同,故而患兒可能會(huì)出現(xiàn)不同臨床表現(xiàn),嚴(yán)重者可導(dǎo)致進(jìn)行性溶血性貧血[4~5]。

Qform 軟件模擬的成形過(guò)程，在成形過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該零件在復(fù)合擠壓過(guò)程中，金屬存在一個(gè)明顯的分流層，該層為上凸模擠壓阿基米德螺線形花瓣部分的圓角與正擠出口圓角連線所形成的圓環(huán)形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)側(cè)金屬向正擠壓出口流動(dòng)，外側(cè)金屬向反擠壓出口方向流動(dòng)，由于反擠壓出口的摩擦阻力較大，所以正擠壓速度高于反擠壓速度，但是由于齒形成形比較困難，而且成形量大，造成上部阿基米德螺線形花瓣內(nèi)腔優(yōu)先于下部分齒輪先完成成形。最終成形的速度和流動(dòng)應(yīng)力圖見(jiàn)圖5(圖中細(xì)線長(zhǎng)短表示金屬流動(dòng)速度大小)，在復(fù)合擠壓過(guò)程中，流動(dòng)等效應(yīng)力最大的地方集中在擠壓件擠壓分流的地方，在坯料的棱部也有少許較大應(yīng)力，最大流動(dòng)等效應(yīng)力220.3MPa，未超過(guò)材料的許用應(yīng)力，仍應(yīng)注意避免產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。在成形過(guò)程中，由于零件中心層的金屬流動(dòng)快，遠(yuǎn)大于外層金屬流動(dòng)，在一些劇烈的摩擦區(qū)域，如齒輪成形部分，外層金屬不但不會(huì)向下流動(dòng)，反而會(huì)向上流動(dòng)，形成渦流運(yùn)動(dòng)，結(jié)果產(chǎn)生縮孔。由于該零件的內(nèi)型腔是五個(gè)花瓣?duì)畹模皇菍?duì)稱(chēng)的，擠壓時(shí)受力不均勻，零件中間

14mm 的孔屬于階梯形內(nèi)孔，一次成形由于受力不均勻，造成金屬流動(dòng)不均勻，在中間孔

14mm 附近會(huì)出現(xiàn)塌陷。

⑵擠壓力的計(jì)算。

公式計(jì)算法：鋼冷擠壓成形時(shí)，其擠壓力可按下式估算：

F ＝Ap ＝AxnKσ

式中：F——擠壓力(kN)； p——單位擠壓力(MPa)；x——模具形狀系數(shù)；n——擠壓變形程度系數(shù)；K——安全系數(shù)、一般取1.3；σ

——擠壓前毛坯的抗拉強(qiáng)度；A——坯料截面面積(mm

)。

⑴由于坯料和模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取坯料和模具的1/4 進(jìn)行模擬，可以減小模擬的運(yùn)算量；

圖6 所示為該材料成形擠壓過(guò)程的行程一載荷曲線?？梢钥闯?，最初復(fù)合擠壓的壓力比較小，壓力變化比較平穩(wěn)，到了上型腔成形完成，齒輪單獨(dú)成形階段，壓力顯著變大，整個(gè)齒輪單獨(dú)成形階段，擠壓力波動(dòng)不大，但擠壓力很大，此階段對(duì)模具和設(shè)備的強(qiáng)度和剛度要求很高，最大成形力為1360kN，模具的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和設(shè)備的選用要以此階段為依據(jù)。

成形方案的模擬分析

模擬模型的建立

圖4 為該零件的立體圖，現(xiàn)使用Qform 軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

F ＝Ap ＝AxnKσ

＝217.8×10

×1.2×6×1.3×400×10

＝815.4kN

⑵坯料和模具由SolidWorks 軟件保存step 文件導(dǎo)入后，劃分網(wǎng)格毛坯的單元數(shù)13196 個(gè)，結(jié)點(diǎn)數(shù)6600 個(gè)；

從圖8(a)、圖8(b)可以看出，帶內(nèi)誤差補(bǔ)償前，成像場(chǎng)景中強(qiáng)目標(biāo)距離向旁瓣很高，遠(yuǎn)端旁瓣數(shù)值也較高，會(huì)遮蓋周?chē)跄繕?biāo)，成像效果很差。經(jīng)過(guò)帶內(nèi)幅度和相位誤差補(bǔ)償后，旁瓣數(shù)值降低十分明顯，遠(yuǎn)端旁瓣對(duì)周?chē)繕?biāo)的影響非常小，成像質(zhì)量得到明顯改善。綜合以上處理結(jié)果可知，子帶內(nèi)幅度和相位誤差得到了有效的補(bǔ)償。

我國(guó)的教育機(jī)構(gòu)，主張?jiān)⒔逃跇?lè)的教學(xué)模式，讓孩子在玩中學(xué)習(xí)，玩得盡興，學(xué)的扎實(shí)，這一先進(jìn)的教育理念，以人為本，尊重孩子的天性，讓他們?cè)诜潘傻臓顟B(tài)下主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)散思維，更能深入完成語(yǔ)文習(xí)作的練習(xí)。信息化背景下，電教媒體被廣泛應(yīng)用到教學(xué)中，老師通過(guò)電教媒體，搜索適合小學(xué)生課堂上的一些益智游戲，貼近課堂教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)整個(gè)班級(jí)的學(xué)生參與游戲中，每個(gè)人都能得到鍛煉。例如小學(xué)語(yǔ)文課本中《小貓釣魚(yú)》一課，利用多媒體教學(xué)，進(jìn)行生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)播放，加深學(xué)生對(duì)課文的印象，再組織學(xué)生進(jìn)行角色扮演游戲。游戲中，學(xué)生說(shuō)出的“臺(tái)詞”，就是他們看圖說(shuō)話的一種習(xí)作方式，使學(xué)生在愉快的游戲中就完成了其重要的語(yǔ)文習(xí)作練習(xí)，事半功倍。

⑷邊界條件為常摩擦模型，模具用的潤(rùn)滑劑MoS

，摩擦因子0.5；

1994年中國(guó)足球走向職業(yè)化道路，建立了甲級(jí)A組聯(lián)賽(簡(jiǎn)稱(chēng)甲A)，到2003年十年間中國(guó)職業(yè)足球的發(fā)展獲得了初步的效果，社會(huì)各界對(duì)中國(guó)足球聯(lián)賽的關(guān)注度不斷提高，中國(guó)足球職業(yè)聯(lián)賽也逐步建立起了有自身特色的模式。2004年中國(guó)足球協(xié)會(huì)超級(jí)聯(lián)賽在天津正式開(kāi)幕(簡(jiǎn)稱(chēng)中超)，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)足球的新紀(jì)元，它是參照英超聯(lián)賽制度進(jìn)行完善的，但發(fā)展效果并不理想。中超聯(lián)賽發(fā)展期間暴露了很多問(wèn)題，例如運(yùn)營(yíng)管理、聯(lián)賽的公平性等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了聯(lián)賽發(fā)展。因此，有必要對(duì)中超聯(lián)賽的運(yùn)營(yíng)管理、組織傳播、上座率、引進(jìn)外籍球員等問(wèn)題進(jìn)行深入研究。通過(guò)研究中超聯(lián)賽的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題與原因，尋找解決方法，有助于足球改革發(fā)展的順利進(jìn)行。

碎片化信息在機(jī)器學(xué)習(xí)處理下成為知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)。現(xiàn)在問(wèn)題是學(xué)習(xí)者獲取的碎片化信息往往難以構(gòu)成一個(gè)比較合理的語(yǔ)義關(guān)系圖。例如學(xué)習(xí)者接觸到“flower”時(shí)候，但是很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)也一直沒(méi)有出現(xiàn)關(guān)系密切的“l(fā)eaf”，機(jī)器學(xué)習(xí)的規(guī)則應(yīng)能發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題并自動(dòng)增補(bǔ)關(guān)系密切的知識(shí)變量。

⑸壓機(jī)速度為0.006m/s，壓力最大載荷315 噸；⑹冷擠溫度為20℃。

Qform 軟件模擬的成形過(guò)程及分析

⑴毛坯尺寸的計(jì)算。

因此可以選擇315 噸的液壓機(jī)。

⑵擠壓工藝的改進(jìn)。

⑶材料：選用材料20 鋼；

①擠壓零件的改進(jìn)，為了有利于一次成形，去掉階梯形內(nèi)孔，即去掉

14mm 的中間孔，如圖7 所示，

14mm 中間孔通過(guò)機(jī)加工獲得，這樣可以有效提高成形零件的質(zhì)量；

②為了減小擠壓力，有利于零件成形，改善模具的潤(rùn)滑條件，采用摩擦因子更小的潤(rùn)滑劑，并在零件的臺(tái)階處設(shè)置較大圓角，便于金屬流動(dòng)；

針對(duì)這一情況，有如下建議：(1)直接補(bǔ)貼創(chuàng)業(yè)企業(yè)和團(tuán)隊(duì)。調(diào)整租金補(bǔ)貼的對(duì)象，從對(duì)孵化器運(yùn)營(yíng)方的補(bǔ)貼，改為直接補(bǔ)貼給符合條件的企業(yè)，尤其加大對(duì)處于開(kāi)創(chuàng)初期的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)的補(bǔ)貼力度，條件允許的話，讓個(gè)別團(tuán)隊(duì)可以拎包加盟。(2)以獎(jiǎng)代補(bǔ)。在開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)前期，為吸引資本投資孵化器建設(shè)，對(duì)孵化器適當(dāng)扶持是應(yīng)該的，但現(xiàn)在孵化器建設(shè)發(fā)展到這一階段，不能夠一成不變地繼續(xù)實(shí)行利益均沾的普惠型的補(bǔ)貼政策，要防止“二房東”的現(xiàn)象，防止孵化器企業(yè)間出現(xiàn)基于補(bǔ)貼不一的情況下的惡性競(jìng)爭(zhēng)，可以考慮逐步撤銷(xiāo)原來(lái)孵化器租金補(bǔ)貼的政策，以獎(jiǎng)代補(bǔ)，對(duì)管理規(guī)范、發(fā)展趨勢(shì)好的孵化器實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)性補(bǔ)助。

③為了減少渦流，給凸模和凹模采用不同的潤(rùn)滑劑，凸模的潤(rùn)滑劑摩擦因子大，凹模的潤(rùn)滑劑摩擦因子小；

1.舊詞新義。舊詞新義，屬于現(xiàn)代漢語(yǔ)新詞語(yǔ)的一種類(lèi)型，它是指二十世紀(jì)90年代以前就存在的，在二十世紀(jì)90年代以后出現(xiàn)了新的意義和新的用法的詞。我們這里把二十世紀(jì)90年代以前就使用的詞義叫舊義，把二十世紀(jì)90年代以后出現(xiàn)的詞義叫新義。①例如：

④減小凹模齒輪成形的工作帶高度，把工作帶高度減小到2.5mm，可以大大減小坯料和凹模之間摩擦力。

⑶擠壓工藝改進(jìn)后的模擬結(jié)果。

擠壓工藝改進(jìn)后，如圖8 改進(jìn)工藝后最終成形的速度和流動(dòng)應(yīng)力圖所示，消除階梯形孔擠壓成形出現(xiàn)的塌陷現(xiàn)象。如圖9 改進(jìn)后的最終成形的有效應(yīng)變圖所示，大大減少了擠壓成形由于摩擦因素和金屬流動(dòng)不均勻造成的縮孔現(xiàn)象，提高了成形零件的質(zhì)量。如圖10 改進(jìn)工藝后擠壓過(guò)程的行程一載荷曲線所示，明顯降低擠壓力，改進(jìn)工藝后的最大擠壓力為1120kN，比沒(méi)有改進(jìn)前降低240kN，有效保護(hù)模具，降低擠壓時(shí)的能耗。

結(jié)束語(yǔ)